Faser‐matrix‐haftung in kunststoffverbunden aus thermoplastischer matrix und flachs. 1. Die ausrüstung mit silanen

Abstract

ZUSAMMENFASSUNG:Flachsfasern konnen auf Grund ihres Eigenschaftsprofils als Verstitrkungsmaterial in Verbundwerkstoffen genutzt werden. Als wichtiger Anwendungsfall bietet sich die Substitution von Glasfasern in Compounds aus Glasfasern und dem Standardkunststoff Polypropylen an. Problematisch fur diesen Einsatz sind die hohe Wasseraufnahme der Naturfaser und deren geringe Haftung zum hydrophoben Polymeren. Es wurde daher versucht, die Adhasion zur Polypropylenmatrk durch Applikation von bifunktionellen Silanen zu erhohen. Wihrend alkylgruppenfunktionalisierteWane nur eine unbedeutende Verbesserung der Faser-Matrix-Haftung bewirken, konnte jedoch eine deutliche Steigerung mit solchen Silanen erzielt werden, deren funktionelle Gruppe unter Verarbeitungsbedingungen des Verbundwerkstoffes radikalisch reagiert. Fur vinyl-und methacrylgruppenfunktionalisierte Silane wurde die Abhangigkeit zwischen dem Hydrolysekatalysator, der die Radikal-Reaktion initiierenden Verbindung, der Silanauflage und dem Adhasionsniveau untersucht und unter optimalen Konzentrationsverhaltnissen die Silanauflage variiert. SUMMARYBecause of their properties, flax fibres can be used as reinforcing material in composites, e. g. as substitute for glass fibres in composites with polypropylene. A major drawback of this application is the high water adsorption of the natural fibre and its low adhesion to the hydrophobic polymer.Therefore, improvement of adhesion to the polypropylene matrix by application of bifunctional silanes was investigated. While silanes with alkyl groups did not significantly improve the fibre-matrix adhesion, it was found that silanes which carry functional groups capable of reacting by formation of free radicals under processing conditions lead to a remarkable improvement. For silanes with vinylic and methacrylic * Korrespondenzautor.

Biofibres, biodegradable polymers and biocomposites: An overview

“…Flax fibre-reinforced PP composites have attracted much attention [209][210][211] . The results of a research project of a German company (Daimler-Benz A. G.) suggests 212) that flax and sisal based composites are used for making vehicle interior parts.…”

Pretreatments of natural fibers and their application as reinforcing material in polymer composites—A review

“…Untreated flax has been found to retain its strength at 1708C for 120 min whereas strength decreases at 2108C by approximately 50% over the same time span [159]. Flax was found to retain its strength when stored in convection oven at 2008C for 30 min [160]. Strength of flax fibers decreased significantly when exposed to temperature above 2408C for 4 min [161].…”

Thermal and Mechanical Properties of Flax Fibres as Potential Composite Reinforcement

“…Exposure during longer periods or at higher temperatures has a negative effect on the mechanical properties. [12] Thermo-Gravimetric Analysis Another method to evaluate the thermal stability is thermo-gravimetric analysis. Weight changes versus temperature and weight changes versus time for fixed temperatures (60, 120, 180, 230 8C) are measured.…”